[发明专利]隧洞掌子面监测及优化设计方法

权利要求书

1.一种隧洞掌子面监测及优化设计方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：

对预先选取的隧洞试验段进行开挖，开挖过程中逐步减少玻璃纤维锚杆搭接长度，其他开挖支护参数不变，同时监测开挖过程中的隧洞掌子面变形情况，获得优化后的玻璃纤维锚杆搭接长度参数；

对预先选取的隧洞试验段进行开挖，开挖过程中逐步提高开挖进尺，其他开挖支护参数不变，同时监测开挖过程中的隧洞掌子面变形情况，获得优化后的开挖进尺参数；

对预先选取的隧洞试验段进行开挖，开挖过程中逐步提高掌子面停留时间，其他开挖支护参数不变，同时监测开挖过程中的隧洞掌子面变形情况，获得优化后的掌子面停留时间参数；

对开挖过程中的变形情况进行监测的监测内容包括隧洞顶拱变形监测、隧洞洞周收敛变形监测、隧洞地表变形的响应监测、隧洞周围地下水的变化监测、隧洞掌子面前方不同深度岩土体的变形特征监测、掌子面混凝土喷层压力监测；

所述隧洞顶拱变形监测的步骤为：

沿着隧洞轴线方向布置多个多点位移计，所述多点位移计的测试点从地表至隧洞顶拱上方预埋，检测精度0.1mm，监测隧洞顶拱上方不同位置的变形；

所述隧洞洞周收敛变形监测的步骤为：

通过棱镜观测两个隧洞监测断面的收敛变形情况，所述监测断面包括第一监测断面和第二监测断面，所述第一监测断面和掌子面距离大于或等于隧洞直径的两倍，第二监测断面和掌子面距离小于或等于隧洞直径的两倍；

所述隧洞地表变形的响应监测的步骤为：

在隧洞上方的地表沿掌子面推进方向布置沉降监测点，所述沉降监测点分三排沿着掌子面推进方向布置，每一排沉降监测点中一个沉降监测点位于隧洞正上方，两个沉降监测点位于隧洞两侧；

所述隧洞周围地下水的变化监测的步骤为：

在试验段开挖前,自隧洞正上方的地表至隧洞掌子面任意一侧倾斜钻设地下水监测钻孔，监测地下水监测钻孔内地下水变化，所述地下水监测钻孔的末端深度和隧洞掌子面中心深度相等，其位于地表的一端所述地下水监测钻孔直径110mm，并设置PVC管保护孔壁；

所述隧洞掌子面前方不同深度岩土体的变形特征监测的步骤为：在隧洞掌子面推进方向上预埋变形测量计，监测掌子面前方核心岩土体不同深度的变形特征；

所述掌子面混凝土喷层压力监测的步骤为：在掌子面停留时，在掌子面中心及环绕掌子面中心等距布置喷层压力盒，通过喷层压力盒测量监测掌子面混凝土喷层受力特性，所述喷层压力盒最大量程5MPa，精度小于0.05MP。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，对预先选取的隧洞试验段进行开挖，开挖过程中逐步减少玻璃纤维锚杆搭接长度，其他开挖支护参数不变，同时监测开挖过程中的隧洞掌子面变形情况，获得优化后的玻璃纤维锚杆搭接长度参数的步骤之前，还包括以下步骤：根据新意法设计试验段隧道开挖支护参数，所述开挖支护参数包括玻璃纤维锚杆搭接长度参数、开挖进尺参数、掌子面停留时间参数。